磨損試驗(yàn)中的能量消耗

傳統(tǒng)的磨粒磨損試驗(yàn)僅限于測(cè)量磨損。現(xiàn)在，Ducom磨損試驗(yàn)機(jī)的最新自動(dòng)化提供了更科學(xué)的測(cè)量磨損過程中消耗的能量，以及更方便的計(jì)算機(jī)控制加載。

Ducom磨粒磨損試驗(yàn)機(jī)采用模塊化設(shè)計(jì)，可適應(yīng)高應(yīng)力、低應(yīng)力、干摩擦和泥漿磨損。操作參數(shù)符合ASTM G65、B611和G105等試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。

眾所周知，能源效率和生產(chǎn)率對(duì)于大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)至關(guān)重要。粉末冶金工業(yè)中使用的模具以及采礦和水泥工業(yè)中的鉗口、料斗、溜槽、泵等部件在原材料搬運(yùn)過程中會(huì)受到磨料磨損的影響。先進(jìn)的鋼種（具有貝氏體-馬氏體-碳化物顯微結(jié)構(gòu)、錳合金鋼）和許多表面工程解決方案（WC-Co、Cr3C2）提供了10倍的耐磨性，提高了生產(chǎn)率并降低了維護(hù)成本。同時(shí)，由運(yùn)動(dòng)部件的摩擦行為驅(qū)動(dòng)的整體能源效率卻很少受到關(guān)注。

“原材料與工具之間的摩擦阻力直接影響到能耗和整體能效。”

圖1挖掘機(jī)示意圖。

例如，如果耐磨工具具有較低的摩擦阻力，挖掘土壤（圖1）和地面的挖掘機(jī)將需要較少的功率。如果使用低摩擦耐磨襯板來減少高壁摩擦造成的橋接等問題，則用于物料處理的溜槽或料斗（圖2）將更節(jié)能。如果模具材料具有較低的摩擦阻力，則在粉末冶金制造操作中使用的模具（圖3）在模塑和脫模階段需要較少的能量。

圖2溜槽示意圖。 

因此，有必要對(duì)磨損過程中材料的摩擦阻力和磨損情況進(jìn)行評(píng)估。

圖3成型操作示意圖。

Ducom磨粒磨損試驗(yàn)機(jī)（ABT-3）與集成的摩擦測(cè)量系統(tǒng)提供了進(jìn)行此類研究的相關(guān)平臺(tái)。此外，Ducom磨損測(cè)試儀提供了一系列測(cè)試條件，從低應(yīng)力到高應(yīng)力磨損，在干燥和潮濕條件下均符合ASTM G65、ASTM G105和ASTM B611標(biāo)準(zhǔn)?；跉鈩?dòng)系統(tǒng)的自動(dòng)加載模塊使用主動(dòng)反饋來保持恒定負(fù)載，而不考慮接觸條件、磨損程度和振動(dòng)，這是傳統(tǒng)自重加載系統(tǒng)無法滿足的。

根據(jù)ASTM G65標(biāo)準(zhǔn)（程序E），使用ABT-3測(cè)試了D2和H13鋼的耐磨性。這些是專用工具鋼，根據(jù)ASTM G65標(biāo)準(zhǔn)用作參考材料。施加在樣品上的130 N負(fù)載，以200 rpm的速度旋轉(zhuǎn)橡膠輪。磨砂顆粒以325g/min的速度流入接觸界面。在橡膠輪旋轉(zhuǎn)1000圈（滑動(dòng)距離718 m）后測(cè)量樣品的質(zhì)量損失。

圖4。D2鋼和H13鋼在G65磨損過程中的實(shí)時(shí)摩擦行為

如圖4所示，D2鋼的耐磨性高于H13鋼。然而，D2鋼的磨損低于H13鋼（見圖5）。由于D2鋼比H13鋼更硬，因此它以高摩擦阻力為代價(jià)降低了磨損。

圖5 D2和H13鋼的體積損失表示的磨損。

在圖6中，目視檢查和光學(xué)顯微鏡圖像顯示，與D2鋼相比，H13鋼的磨損更平滑和更深。H13鋼比D2鋼相對(duì)較軟，其塑性變形和磨損程度較大。

圖6 D2和H13鋼的磨損圖像。

這些結(jié)果突出了評(píng)估工業(yè)過程中使用的材料的摩擦和耐磨性的重要性。

高溫磨損

Ducom高溫磨損測(cè)試儀是建立在ASTM G65的原則和“加熱爐”的增加，使其擴(kuò)展到工作溫度高達(dá)900度°C。

與ASTM G65兼容的高溫磨損試驗(yàn)機(jī)和900℃下的磨損試驗(yàn)機(jī)。